The state-to-state dynamics of the H*(n) + HD → D*(n′) + H2 reactive scattering at the collision energy of 0.5 eV have been carried out for the first time by using H-atom Rydberg tagging time-of-flight technique. Experimental results show that the angular distribution of the total H2 products presents clearly forward-backward asymmetric, which considerably differs from that of the corresponding H+ + HD → D+ + H2 reaction predicted by previously theoretical calculations. Such disagreement between these two processes suggests that the Fermi independent-collider model is also not valid in describing the dynamics of isotopic variants of the H* + H2 reaction. The rotational state distribution of the H2 products demonstrates a saw-toothed distribution with odd-j′ > even-j′. This interesting observation is strongly influenced by nuclear spin statistics.
REFERENCES
1.
S.
Miller
and J.
Tennyson
, Chem. Soc. Rev.
21
, 281
(1992
).2.
B. J.
McCall
, T. R.
Geballe
, K. H.
Hinkle
, and T.
Oka
, Astrophys. J.
522
, 338
(1999
).3.
I.
Mendez
, F. J.
Gordillo
, V. J.
Herrero
, and I.
Tanarro
, J. Phys. Chem. A
110
, 6060
(2006
).4.
D.
Gerlich
, Ph.D. thesis, University of Freiburg
, Germany, 1977
.5.
G.
Ochs
and E.
Teloy
, J. Chem. Phys.
61
, 4930
(1974
).6.
D.
Gerlich
, U.
Nowotny
, C.
Schlier
, and E.
Teloy
, Chem. Phys.
47
, 245
(1980
).7.
A.
Ichihara
and K.
Yokoyama
, J. Chem. Phys.
103
, 2109
(1995
).8.
T.
Takayanagi
, Y.
Kurosaki
, and A.
Ichihara
, J. Chem. Phys.
112
, 2615
(2000
).9.
H.
Kamisaka
, W.
Bian
, K.
Nobusada
, and H.
Nakamura
, J. Chem. Phys.
116
, 654
(2002
).10.
R. F.
Lu
, T. S.
Chu
, and K. L.
Han
, J. Phys. Chem. A
109
, 6683
(2005
).11.
Luís P.
Viegas
, A.
Alijah
, and A. J. C.
Varandas
, J. Chem. Phys.
126
, 074309
(2007
).12.
S.
Amaran
and S.
Kumar
, J. Chem. Phys.
128
, 064301
(2008
).13.
T.
González-Lezana
, O.
Roncero
, P.
Honvault
, J.-M.
Launay
, N.
Bulut
, F. J.
Aoiz
, and L.
Bañares
, J. Chem. Phys.
125
, 094314
(2006
).14.
T.
González-Lezana
, A.
Aguado
, M.
Paniagua
, and O.
Roncero
, J. Chem. Phys.
123
, 194309
(2005
).15.
T. S.
Chu
, A. J. C.
Varandas
, and K. L.
Han
, Chem. Phys. Lett.
471
, 222
(2009
).16.
B.
Li
and K. L.
Han
, J. Chem. Phys.
128
, 114116
(2008
).17.
J. S.
Chen
and L. Q.
Wang
, J. Mol. Model.
17
, 2797
(2011
).18.
P. G.
Jambrina
, J. M.
Alvariño
, D.
Gerlich
, M.
Hankel
, V. J.
Herrero
, V.
Sáez-Rábanos
, and F. J.
Aoiz
, Phys. Chem. Chem. Phys.
14
, 3346
(2012
).19.
H.
Song
, X. Y.
Wang
, R. T.
Skodje
, and X. M.
Yang
, Chin. J. Chem. Phys.
19
, 375
(2006
).20.
A.
Aguado
, O.
Roncero
, C.
Tablero
, C.
Sanz
, and M.
Paniagua
, J. Chem. Phys.
112
, 1240
(2000
).21.
C.
Sanz
, O.
Roncero
, C.
Tablero
, A.
Aguado
, and M.
Paniagua
, J. Chem. Phys.
114
, 2182
(2001
).22.
L. P.
Viegas
, M.
Cernei
, A.
Alijah
, and A. J. C.
Varandas
, J. Chem. Phys.
120
, 253
(2004
).23.
W.
Kutzelnigg
and R.
Jaquet
, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A
364
, 2855
(2006
).24.
L.
Velilla
, B.
Lepetit
, A.
Aguado
, J. A.
Beswick
, and M.
Paniagua
, J. Chem. Phys.
129
, 084307
(2008
).25.
R. A.
Bachorz
, W.
Cenek
, R.
Jaquet
, and J.
Komasa
, J. Chem. Phys.
131
, 024105
(2009
).26.
F. J.
Aoiz
, V.
Sáez Rábanos
, T.
González-Lezana
, and D. E.
Manolopoulos
, J. Chem. Phys.
126
, 161101
(2007
).27.
F. J.
Aoiz
, T.
González-Lezana
, and V.
Sáez Rábanos
, J. Chem. Phys.
127
, 174109
(2007
).28.
P. G.
Jambrina
, F. J.
Aoiz
, C. J.
Eyles
, V. J.
Herrero
, and V.
Sáez Rábanos
, J. Chem. Phys.
130
, 184303
(2009
).29.
W. Q.
Zhang
, Y. Z.
Li
, X. S.
Xu
, and M. D.
Chen
, Chem. Phys.
367
, 115
(2010
).30.
P. G.
Jambrina
, J. M.
Alvariño
, F. J.
Aoiz
, V. J.
Herrero
, and V.
Sáez-Rábanos
, Phys. Chem. Chem. Phys.
12
, 12591
(2010
).31.
T. P.
Grozdanov
and R.
McCarroll
, J. Phys. Chem. A
115
, 6872
(2011
).32.
D.
Dai
, C. C.
Wang
, G.
Wu
, S. A.
Harich
, H.
Song
, M.
Hayes
, R. T.
Skodje
, X.
Wang
, D.
Gerlich
, and X.
Yang
, Phys. Rev. Lett.
95
, 013201
(2005
).33.
E.
Wrede
, L.
Schnieder
, K.
Seekamp-Schnieder
, B.
Niederjohann
, and K.
Welge
, Phys. Chem. Chem. Phys.
7
, 1577
(2005
).34.
H.
Song
, D. X.
Dai
, G. R.
Wu
, C. C.
Wang
, S. A.
Harich
, M. Y.
Hayes
, X. Y.
Wang
, D.
Gerlich
, X. M.
Yang
, and R. T.
Skodje
, J. Chem. Phys.
123
, 074314
(2005
).35.
E.
Fermi
, Nuovo Cimento
11
, 157
(1934
).36.
M.
Matsuzawa
, in Rydberg State of Atoms and Molecules
, edited by R. F.
Stebbings
and F. B.
Dunning
(Cambridge University Press
, New York
, 1983
).37.
F. B.
Dunning
and R. F.
Stebbings
, Rydberg States of Atoms and Molecules
(Cambridge University Press
, New York
, 1983
).38.
T. F.
Gallagher
, Rydberg Atoms
(Cambridge University Press
, Cambridge
, 1994
).39.
S. T.
Pratt
, J. L.
Dehmer
, and P. M.
Dehmer
, J. Chem. Phys.
101
, 882
(1994
).40.
E.
Carmona-Novillo
, T.
González-Lezana
, O.
Roncero
, P.
Honvault
, J.-M.
Launay
, N.
Bulut
, F. J.
Aoiz
, L.
Bañares
, A.
Trottier
, and E.
Wrede
, J. Chem. Phys.
128
, 014304
(2008
).41.
T.
González-Lenzana
, P.
Honvault
, P. G.
Jambrina
, F. J.
Aoiz
, and J.-M.
Launay
, J. Chem. Phys.
131
, 044315
(2009
).42.
P. G.
Jambrina
, F. J.
Aoiz
, N.
Bulut
, S. C.
Smith
, G. G.
Balint-Kurti
, and M.
Hankel
, Phys. Chem. Chem. Phys.
12
, 1102
(2010
).43.
M. Y.
Hayes
and R. T.
Skodje
, J. Chem. Phys.
126
, 104306
(2007
).44.
S. R.
Yu
, K. J.
Yuan
, H.
Song
, X.
Xu
, D. X.
Dai
, D. H.
Zhang
, and X. M.
Yang
, Chem. Sci.
3
, 2839
(2012
).45.
L.
Schnieder
, K.
Seekamp-Rahn
, E.
Wrede
, and K. H.
Welge
, J. Chem. Phys.
107
, 6175
(1997
).46.
S. R.
Yu
, S.
Su
, K. J.
Yuan
, D. X.
Dai
, and X. M.
Yang
, J. Phys. Chem. Lett.
3
, 2420
(2012
).47.
K. J.
Yuan
, Y.
Cheng
, X. H.
Liu
, S. A.
Harich
, and X. M.
Yang
, Phys. Rev. Lett.
96
, 103202
(2006
).48.
S. A.
Harich
, D. X.
Dai
, X. M.
Yang
, S. D.
Chao
, and R. T.
Skodje
, J. Chem. Phys.
116
, 4769
(2002
).49.
S. D.
Chao
, S. A.
Harich
, D. X.
Dai
, C. C.
Wang
, X. M.
Yang
, and R. T.
Skodje
, J. Chem. Phys.
117
, 8341
(2002
).50.
K. D.
Rinnen
, D. A. V.
Kliner
, M. A.
Buntine
, and R. N.
Zare
, Chem. Phys. Lett.
169
, 365
(1990
).© 2014 AIP Publishing LLC.
2014
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
